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X80油气管道焊缝双裂纹干涉效应多场耦合数值模拟方法 下载：78 浏览：424

崔巍1，2 宋日悬1 肖忠民2 冯子明1 冷德成3 董康兴1 张强1 杨志军1 《新材料》 2020年3期

摘要:
基于漏磁法检测管道焊缝理论，应用虚拟裂纹闭合法(Virtual crack closure technique，VCCT)提出一种流固磁多场耦合方法。以解决工程问题为例，由于实际管道中裂纹多以裂纹群的形式存在，因而应用该方法研究了X80管道焊缝共线双裂纹、环向对称双裂纹扩展问题。通过对管道焊缝内壁动态施加流体压力载荷，每完成一次裂纹增量扩展，重构网格，计算裂纹扩展进程中的特征量，包括管道内流体压力载荷P、裂纹尖端能量释放率GⅠ、扩展长度L、裂纹尖端张开角度CTOA、磁感应强度分量峰值Bxp，循环进行裂纹扩展和磁场分析。数值算例结果表明:共线双裂纹的干涉效应加速了裂纹扩展进程；环向对称双裂纹间距较大时，加速了裂纹扩展进程，当环向间距小于或等于0. 5倍的焊缝环向弧长的双裂纹时，由于双裂纹干涉效应，双裂纹的存在抑制了裂纹的扩展。该方法的实现可为指导实际X80管道安全评估提供理论依据。
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